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색채이론

디지털 색채

탠 탠 2023. 2. 4. 22:24
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1 디지털 색채의 정의 및 특징

0 1 두 가지 상태로만 데이터를 생성, 저장, 거리, 출력, 전송하는 디지털 전자 기술로 재현된색채를 디지털 색재라고 부른다. 아날로그 방식에서는 전류와 전압 등과 같이 연속적으로 변화하는 물리장을 표시하거나 측정하는 반면, 디지털 방식에서는 화소라는 색채 영상의 단위를 사용해 RGB의 조합을 컴퓨터 모니터에 디스플레이한 다. 또한 아날로그 방식은 숫자와 값이 따로 떨어져 표시되는 것이 아 니라 연속적으로 변화되는 숫자와 정보를 나타냄으로써 미세한 기복을

나타내는데, 이것은 일련의 사인Sign 곡선으로 표현되는 경우가 많다. 디지털 색채 중에서도 모니터와 같이 빛을 사용하는 디바이스는 레 드Rel, 그린grean, 옐로우 Yellow를 기본색으로 하는 가법 혼색을 사용 하며, 프린터기와 같이 잉크의 혼색을 사용하는 디바이스의 경우에는 시안cyan, 마젠타Magenta, 엘로우 Yellow를 기본색으로 한다.

 

(1) 비트맵 이미지Bitmap image

래스터 영상이라고도 하는 비트맵 이미지는 화소Px이로 구성되어 있다. 화소는 그래픽 카드를 이용하여 모니터에서 격자나 그리드 위에 디지털 색채 영상을 만드는 가장 작은 단위이다. 가로와 세로의 일정한 공간 안에 및 개의 피설로 이루어진 이미지인지에 따라 선명하고 뚜렷한 이미지일 수도, 격자나 계단 현상이 생기는 용량이 적은 이미지가 될 수도 있다.

(2) 벡터 그래픽 이미지vector graphic image

베지어 곡선을 이용하여 표현한 것으로 전과 점을 연결하여 선을 만들고 선과 선을 이용하여 도형을 만드는 방식이다. 이처럼 수학적인 방정식에 의해 관계식이 설정되어 있어 이미지를 아무리 확대하거나 축 소해도 계단 현상과 같은 앨리어싱이 생기지 않아 이미지 정보가 그대 로 보존된다. 이미지의 용량이 작아 컴퓨터 게임이나 애니메이션에 사용되는 가상 현실의 색채 영상을 만드는 데 이용된다.

(3) 해상도 Resolution

화면 또는 인쇄 등에서 이미지의 정밀도를 나타내는 지표로서 이미 지를 표현하는데 몇 개의 픽셀 또는 도트가 이용되었는지 그 정도를 나타내는 말이다. 해상도의 단위로는 이미지가 1인치당 몇 개의 픽셀 로 이루어졌는지를 나타내는 ppi (pixel per inch) 1인치 당 몇 개의 점 dot로 이루어졌는지를 나타내는 dpi()dot per inch)를 주로 사용한다. 같은 크기에서 픽셀 또는 도트의 수가 많을수록 고해상도의 정밀한 이미지를 표현할 수 있다.

해상도가 높을수록 이미지가 깨끗하고 선명하게 보이지만, 그만큼 1인치당 점의 수가 많아져서 많은 양의 메모리가 필요하고 결과으 로 컴퓨터 속도가 느려지기도 하므로 목적에 맞는 적절한 해상도를 사 용하는 것이 바람직하다. 그리고 같은 해상도를 지닐 때라도 모니터의 크기가 커질수록 해상도의 선명도는 낮아진다.

 

**디지털 영상의 4가지 기본적 특성

해상도, 디멘션, 비트 깊이, 컬러 모델의 4개의 기본적 특성은 모든 비트맵화된 이미지의 특성이다. 해상도는 제한된 공간 안에 보다 많은 픽셀이 모였을 때 높아진다. 비트 깊이는 그래픽 카드의 종류에 따라 달라지며, 이에 따라 색 재현의 깊이에 차이가 나게 된다. 컬러 모델은 이미지의 CMYK 모드, RGB 모드, LAB, HLS 등을 말하며, 디멘션 Dimension은 픽셀. cm, mm 등의 이미지 단위를 뜻한다

 

비트 수학적 표현 실제 수
1비트 21 2(white,black)
2비트 22 4(white,black ,2단계의Gray)
8비트=index color 28  256색
웹의 안전색 컴퓨터 운영 체제나 브라우저와 관계 없이 어떤 경우에도 똑 같은 색으로 호환되도록 재현되는 색 가법 혼색의 원색인 Red,Green,Blue의 디지털 신호가 0,51,102,153,204,255 의 6가지 방정식으로 RGB각각을 표현하게 된다 216tor (6x6x6)으로 되어있으며, 이 중, 유채색은 210가지, 무채색은 6가지이다. 
16비트 216 65,536
24비트 =true color 224 RGBdp 8비트로 적용한 색채의 혼합이다.(256x 256=16,777,216)
32비트 232 각각 8비트인 RGB 3개 채널이 CMYK 4개의 채널로 변환되고 분해 방식이 약간 다르다(4,294,967,296)
48비트 248 48비트는 RGB에서 16비트 로저장된다.
(218,474,976,710,656)

 

(5) 16진수법에 의한 표시법

2자리수의 출력으로 O은 무전압, F는 가출력이 된 상태로 본다.

000000: Black

FFFFFF: White

FF0000 : Red

00FF00 : Green

0000FF: Blue

 

2 디지털 색채 체계

(1) 디바이스 독립 색체계

디바이스 독립 색체 계Device independent color system 란 인간의 시감으로 감지할 수 있는 모든 색의 영역으로서 1931 CIE에서 발표한 3개의 자극치 함수인 XYZ를 일컫는 색공간이다. 이 색체계는 서로 다른 디바이스들을 연결하여 색채 정보를 전달해 주는 매개 역할을 한다. 동 일한 제조 회사에서 생산하는 컬러 디바이스라도 동일한 색공간과 색 체계를 유지하지 못하기 때문에 디바이스 독립 색체계인 XYZ와 특성 화의 과정이 필요하다.

(2) 디바이스 종속적 색체계

디지털카메라나 모니터, 휴대전화와 같은 전자 장비들은 각각의 특성에 따라 다른 색공간을 지닌다. 예를 들면, 자신이 찍은 사진을 집에서 사용하는 컴퓨터로 출력할 때와 해상도 좋은 TV에서 출력했을 때 각각 다른 색감으로 출력되는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 스캐너, 모니터, 컬러 프린터 등이 각기 다른 색체계와 색공간을 사용하는 것을 디바이스 종속 색체계라고 하는데, 그 문제점들은 다음과 같다.

우선 각 전자 장비 간의 색채 호환성이 없어 모두 다른 색으로 출력 되며, 동일한 회사의 동일한 제품이라도 생산되는 시점에 따라 다른 색 체계를 지녀 특성화된다. 무엇보다도 기종이 다른 제품은 주고받는 정보가 같아도 서로 다른 출력 체계를 보인다.

이 같은 호환성의 문제를 해결하기 위해서는 디바이스 독립 색공간을 연계하여 모니터와 출력물 사이의 색상 차이를 조정하는 색 보정용 캘리브레이션 기기나 프로그램을 이용하여 색채를 맞추어야 한다.

     RGB 색체계

RGB 색체계는 가법 혼색 방법으로 정육면체의 공간 내에서 모든 색채들을 정의하는 체계를 말한다. 이 색체계는 R, G, B 좌표축을 중심으로 각각 8개의 좌표로 표현된다. 예를 들면 빨강은 (1, 0, 0), 녹색은 (0. 1,0), 노랑은41. 1. 0)으로 표현되며, 파랑과 빨강의 혼합인 마젠타는 (40, 1)으로 표현된다. 이런 식으로 최대 1,677만 가지의 색을 만들어 낼 수 있어 풀 컬러 혹은 실제 색이라고 한다.

RGB 형식은 색광을 혼합해 이루어지므로 2차색은 원색보다 밝아지게 된다. 따라서 모든 색의 출력 값이 1로서 (1,1, 1)의 좌표를 가질 때, 즉 모든 색을 100%씩 석을 때는 흰색으로 출력된다. 반대로 3가지 색을 모두 0%로 하여 출력 값이 없을 때는 검정(0. 0, 0)으로 출력된다.

RGB 형식은 컴퓨터 모니터와 스크린 같이 빛의 원리로 색채를 구현하는 장치에서 사용된다.

     CMY 색체계

CMY 색체계는 감법 혼색의 원리로 정육면체 공간 내에서 모든 색채들을 정의하는 체계이다. 이 시스템도 위의 RGB와 같이 3개의 좌표로 표현된다.

CMY 색체계에서는 2종류의 감법 원색을 혼합하면 하나의 가법 원색을 생성하게 된다. 다시 말해 시안과 마젠타가 혼합되면 시안은 마젠타의 레드를 흡수하고, 마젠타는 시안의 녹색을 흡수하여 파랑을 생성한다. CMY의 순서로 표기할 때 마젠타는 (0,1, 0)으로 출력되고, 시안은(1. 0. 0), 옐로우는 (0, 0, 1), 흰색은 (0. 0, 0), 검정색은 41, 1. 그로 출력된다. 또한 빨강은 마젠타와 노랑의 혼합이므로 (0, 1, 1, 파 랑은 마젠타와 시안의 혼합이므로 (4,1, 0)로 표현된다.

     HSV(B) 색체계

HSW 1 제제는 면체의 기본 색상인 색상, 명도, 제도를 중심으로 구성되어 있다. 명도 Value 대신에 밝기Brightness를 적용해 HSB라고 부르기도 한다.

프로그램상에서 H모드, S모드, B모드를 이용해 색채를 선택하는데, 이 중에서 H모드는 CIEL*C*h*의 방법에 따라 0- 360 도의 각도로 색상을 표현한다. S는 색채의 농도 또는 순수한 정도 로 채도를 나타내며 0%는 흰색, 100%는 흰색을 포함하지 않는 순수한 색을 말한다. V(B)로 나타내는 명도는 색채의 밝기 또는 색채에 포함된 검은색의 양을 말한다. V(B)0%인 컬러는 완전한 검정색이다.

     LAB 색체계

L* 은 밝기를 나타내며, 100 단위의 정수로 표현되거나 256으로 나눈 소수점 체계가 이용된다. a* b*는 색상과 채도를 뜻하는데, a*는 빨강색과 녹색을 나타내며 채도도 포함된 값이다. 반면, b*는 노란색과 파란색의 색상과 채도를 나타내는 값이다.

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